C++设计模式之工厂模式（下）——抽象工厂模式

介绍

抽象工厂模式是一种创建型设计模式，它提供了一种封装一组相关或相互依赖对象的方式，而无需指定它们具体的类。它允许客户端使用抽象接口来创建一系列相关的对象，而不必关心其实际的实现细节。

在抽象工厂模式中，存在一个抽象工厂类，该类定义了一组创建对象的方法，这些方法可以创建一系列相关的对象，包括产品对象和工厂对象。由于这些对象都是通过一个抽象接口来创建的，因此它们的具体实现可以被隐藏在实际工厂类的后面。客户端只需要使用抽象工厂类来创建对象，而无需关心它们的实际实现。（理解这个很重要，就是多态的应用）

通过使用抽象工厂模式，我们可以实现高层模块的隔离和解耦，从而使系统更加灵活和可扩展。它还具有高度的封装性，可以隐藏底层实现细节，提高系统的安全性和稳定性。但是它的缺点是增加了系统的复杂性，需要定义更多的抽象类和接口，会增加系统的开发和维护的难度。

示例

这里依旧在之前两篇工厂模式的基础之上，进行改进。
这里客户需要工厂生产塑料的笔筒和铁制笔筒，另外还想生产塑料剑和铁制的剑。
下面是示例代码：

class Sword //剑
{
public:
	virtual void play() = 0;
};

class PlasticSword :public Sword //塑料剑
{
public:
	void play()override 
	{
		cout << "塑料剑舞动！！" << endl;
	}
};

class IronSword :public Sword //铁制剑
{
public:
	void play()override 
	{
		cout << "铁制剑舞动！！" << endl;
	}
};

class AbstractFactory 
{
public:
	virtual PenHolder* createPenHolder() = 0;
	virtual Sword* createSword() = 0;
};

class ProductPlasticFactory :public AbstractFactory 
{
public:
	PenHolder *createPenHolder()override 
	{
		return new PlasticPenHolder;
	}

	Sword* createSword()override 
	{
		return new PlasticSword;
	}
};

class ProductIronFactory :public AbstractFactory 
{
public:
	PenHolder* createPenHolder()override 
	{
		return new IronPenHolder;
	}

	Sword* createSword()override 
	{
		return new IronSword;
	}
};

示例使用

int main() 
{
	AbstractFactory *factory1 = new ProductPlasticFactory;
	PenHolder*pen_Holder1= factory1->createPenHolder();
	Sword* sword1 =  factory1->createSword();
	pen_Holder1->introduce();
	sword1->play();
	
	delete factory1;
	delete pen_Holder1;
	delete sword1;
	
	AbstractFactory *factory2 = new ProductIronFactory;
	PenHolder* pen_Holder2 = factory2->createPenHolder();
	Sword* sword2 = factory2->createSword();
	pen_Holder2->introduce();
	sword2->play();
	
	delete factory2;
	delete pen_Holder2;
	delete sword2;
	
	return 0;
}

运行结果

抽象工厂模式的优缺点

优点

1.分离接口和实现：客户端代码只需要使用抽象工厂和抽象产品，不需要关注具体实现，降低了客户端与具体实现的耦合度，提高了代码的可维护性和可扩展性。

2.符合开闭原则：通过增加具体工厂和具体产品的实现，可以增加新的功能和新的产品，而不需要修改代码。（这里只是针对现有的产品种类而言，随着新产品的增加，需要修改抽象工厂的接口，继而也需要修改子工厂的接口，这样就破坏了开放封闭原则。）

3.保持一致性：抽象工厂模式可以保证一组产品的一致性，使得它们在逻辑上或者物理上都相互配合，满足一定的约束条件。

缺点

1.增加复杂度：引入抽象工厂和多个抽象产品的层次结构，增加了系统的复杂度，增加了开发难度。

2.不易扩展：一旦增加了一个新的产品族，就需要修改抽象工厂和所有的具体工厂和产品，对系统的维护和扩展带来了一定的困难。

3.限制产品族内的产品等级结构：由于抽象工厂只定义了一组产品的创建接口，因此它限制了具体产品等级结构的扩展，只能在产品族内扩展产品。

总结

抽象工厂设计模式确实很抽象，所以需要慢慢领悟，多悟几次，然后再后期的开发中就可以融进自己的项目中，提高程序的封装性，安全性，但复杂性也随之增加。